计算机网络—物理层

柔光的暖阳◎ 2021-11-19 14:56 425阅读 0赞

## 物理层 ##

### 1.基本概念 ###

物理层解决如何在连接各种计算机的传输媒体上传输数据比特流, 而不是具体的传输媒体. 主要任务:确定传输媒体接口的一些特性.例如:

*  机械特性 : 接口形状, 大小, 引线数目 (设备标准化)
 *  电器特定 : 规定电压范围
 *  功能特性 : 例如规定0V表示0, +5V表示1
 *  过程特性 : 规定连接时各个相关部件的工作步骤

### 2.数据通信基础知识 ###

通信的目的是为了传送消息

*  数据 : 运送消息的实体
 *  信号 : 数据的电气或电磁的表现
 *  模拟信号 : 代表消息的参数的取值是连续的
 *  数字信号 : 代表消息的参数的取值是离散的
 *  码元 : 在使用时间域的波形表示数字信号时, 则代表不同离散数值的基本波形就成为码元.在数字通信中常常用时间间隔相同的符号来表示一个二进制数字, 这样的时间间隔内的信号称为二进制码元, 而这个间隔被称为码元长度,1码元可以携带nbit的信息量

#### 信道 ####

信道一般表示一个方向传送信息的媒体,所以平时的通信线路旺旺包含一条发送信息的信道和一条接收信息的信道

*  1.单工通信 : 只能有一个方向的通信而没有反向的交互
 *  2.半双工通信 : 通信的双发都可以发送信息, 但不能双方同时发送和接收
 *  3.全双工通信 : 通信的双方可以同时发送和接收信息

基带信号 : 来自信源的信号,直接表达了要传输的信息的信号

带通信号 : 把基带信号经过载波调制后 , 把信号的频率范围搬移到较高的频段, 以便在信道中传输

因此在传输距离较近时, 计算机网络都采用基带传输方式, 由于在近距离基带信号的衰减不大,信号内容不发生变化. 因此传输距离较近时,计算机网络采用基带传输的方式

调制方式 : 调幅, 调频 , 调相

编码 : 单极性不归零码, 双极性不归零 , 单极性归零, 双极性归零 ,曼彻斯特码, 差分曼特斯特码

#### 信道极限容量 ####

奈氏准则 : 任何新洞中, 码元传输的速率是有上限的, 否则就会出现码间串扰的问题, 使接收端无法识别码元

香农公式表明 : 信道的带宽或信道中的信噪比越大 , 则信息的极限传输速率就越高. 只要信息传输速率低于新到的极限信息传输速率, 就一定可以找到某种办法来实现无差错的传输

### 3.物理层下的传输媒体 ###

*  导向传输媒体 : 电磁波沿着固体媒体传播; 例如 : 双绞线 ,同轴电缆, 光缆.
 *  **直通线**应用最广泛, 用于 : 主机到交换机或集线器, 路由器到交换机或集线器. 同类设备直接连接需要**交叉线**
 *  非导向传输 : 自由空间为传输媒体 , 电磁波传输被称为无线传输
 *  集线器 : 信号方法和重发.但是不具有信号的定向传送能力

### 4.信道复用 ###

*  频分复用, 用户分配到一定的频带后,在通信过程中始终都占用某个频率
 *  时分复用 , 会造成线路的浪费, 信道利用率低
 *  统计时分复用, 通过标记区分
 *  波分复用, 其实就是光的频分复用

### 5.宽带接入 ###

ADSL拨号上网, DMT技术使用频分复用的方法, 25个上行信道 (上传), 249个下行信道(下载)